[其他]粒度測量數據處理裝置

無效

• 申請號: 86108853
• 申請日: 1986-12-30
• 公開（公告）號: CN86108853A
• 公開（公告）日: 1988-07-20
• 發明（設計）人: 高光天;張季冬
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春物理研究所
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N15/04;G01N15/14
• 代理公司: 中科院長春專利事務所
• 代理人: 馬守忠

本發明與粒度測量數據采集及數據處理技術有關，尤其是用于園盤離心粒度儀的粒度測量數據處理裝置。

應用園盤離心粒度儀進行粒度測量時，按照“緩沖線起始技術”首先將沉降液注入旋轉的園盤中，接著注入緩沖層并通過使離心機轉速突變的方法使之形成具有一定密度梯度的薄層，然后注入含有被測樣品的懸浮液并在緩沖層之上形成一很薄的樣品層，所以這種技術又稱為離心鋪層法。因此，待測樣品中各種粒徑的顆粒在園盤沉降液中受離心力場作用，沿園盤離心徑向運動。粒徑相同的顆粒具有相同的運動速度，形成園環狀逐漸向外擴散，其速度按照顆粒粒徑大小分級。粒徑最大的顆粒首先到達光束位置，粒徑最小的顆粒最后到達光束位置。由于粒徑不同的顆粒在園盤離心力場中運動致使指定檢測位置的光電二極管接收的光通量發生變化，光電二極管輸出電信號的強弱受顆粒濃度的影響。自樣品注入園盤離心機開始，至最小顆粒離心沉降完，光電二極管輸出的電信號作為時間的函數由記錄儀繪出T-I曲線。其中橫軸T為顆粒在離心力場沉降時間;縱軸I為光電二極管輸出的濁度值。為了得到重量基準的粒度分布，首先按照離心力場Stokes方程，根據已知測量條件參數把橫軸時間T變換成橫軸粒度D。然后由T-I曲線的縱軸I值，再應用Treasure方法（T·Allen，Particle????SiZe????Measurement，3rded，Chapman????&????Hall，New????York，1981）或Langer介紹的方法（G·Langer，Colloid????Polymer????Science，VOl，257，NO·5（1979））可手工算出給定粒度分級的重量基準頻度粒度分布。當然，這兩種方法計算結果是一致的。

英國Joyce-Loebl????DCF????Mark????Ⅳ型園盤離心粒度儀配上APPle????Ⅱ微型計算機，從光電二極管輸出的電信號經過模數轉換數據采集系統送給計算機，按照與上述相同的算法，通過計算機程序控制自動算出重量基準粒度分布，并且打印出表格形式的計算結果和條狀的重量頻度分布圖。

隨著顆粒學的不斷發展，對粒度分析的要求愈來愈高。不但要求快速、自動化數據處理而且也要求提供更豐富的數據和更有用的信息以滿足顆粒學研究與應用的需要。眾所周知，現代粒度分析技術對數據處理結果希望的技術要求應當是：

（1）給出顆粒個數N，長度L，面積S和重量W四種基準的給定粒度分級的累積與頻度分布百分數。

（2）給出各種平均粒徑及比表面積。

（3）給出描述四種基準對數正態分布函數的分布參數。

（4）給出四種基準累積與頻率分布光滑彩色曲線。

迄今為止尚未見到一種粒度儀或粒度測量數據處理裝置能滿足上述要求。

鑒于這種情況，本發明的目的是研制一種用于園盤離心粒度儀的粒度測量數據處理裝置，以實現上述要求。

本發明的另一個目的是根據不同類型粒度儀的測量原理適當修改軟件，可以使該裝置用于目前已有的各種類型的粒度儀，從而可擴展它們的功能。

本發明的原理如下：

如前所述，應用“緩沖線起始技術”，被測的大小不同的顆粒在離心力場中沿離心徑向運動，顆粒粒徑與其離心時間的對應關系，依據離心力場Stokes方程：

T＝α/D²（1）

α= (377.4×10¹⁰ηLn(R₂/R₁))/((P_p-P₁)N²) （2）

其中P_p為樣品密度（g/cm³）;

P_l為沉降液密度（g/cm³）;

η為沉降液粘度（CP）;

L_n（R₂/R₁）為沉降液體積常數;

N為離心機轉速（rpm）;

T為離心時間（ms）;

D為粒度（μm）。

應用光透原理，在指定檢測位置，光電二極管輸出電信號即光束透過懸浮顆粒的濁度值I作為時間T的函數I（T）。再由上述Stokes方程變換成I（D）?？紤]T與D為非線性關系，這樣有相當多的數據I（T）無用，在數據采集過程中，為節省計算機內存，提高有效采集量，我們提出下述D軸線性化方法：